2. 中国河南 461000 许昌市地震局
2. Xuchang Earthquake Agency, Henan Province 461000, China
中国大陆位于欧亚板块东南部,东部受西太平洋板块和菲律宾板块朝西北、西及北的俯冲推移、消减的影响,西部和西南部受印度板块向北兼有左旋的推挤,与欧亚板块碰撞形成号称“世界屋脊”的青藏高原、西部块体褶皱运动和构造变形。青藏高原在近南北向压缩、抬升、地壳增厚的同时,存在东西向的延伸,并推挤东邻块体,将作用力传递到中国东部地区。GPS资料分析认为,中国大陆内部块体不同时段的运动存在动态差异,总体呈东向运动,青藏块体运动速率最大,向北、向东逐渐减弱;相对而言,东部块体速率小且运动方向存在顺时针旋转的现象(张跃刚等,2009)。中国大陆受全球地震活动影响,具有一体性、响应和继承性(李发等,2009;陈学忠等,2014)。众多学者研究表明,地震活动不随时间均匀分布,中国大陆地震活动也是如此,相对活跃和相对平静相互交替,存在某种周期性(马宏生等,2008;邵志刚等,2009),强震在空间分布上也有迁移特征(傅征祥等,2005)。本文从时空分布及应变积累释放(马宏生等,2005)的角度,对中国大陆不同地区地震活动状态进行分析,以期对中国大陆地震的大形势判断提供参考。
1 资料来源及分析方法本文1990年前资料主要采用《中国历史强震目录(公元前23世纪—公元1911年) 》和《中国近代地震目录(公元1912年— 1990年,M≥4.7) 》,1990年至今(2016年1月)的资料来自中国地震台网中心提供的“ EQ10全国M≥5.0地震目录”。考虑到中国大陆地震记录的完整性,大陆西部地区选取20世纪以来的M≥7.0地震;大陆东部地区选取1300年以来经历的2个活动期,尤其是自1800来以来最近1个活跃期进行详细统计分析。本文研究剔除了中国台湾地区强震及东北深震。
本文对中国大陆整体、大陆西部不同地震区、大陆东部地区地震活动的空间分布、时序特征及应变能积累等进行分析,期待分析结果对中国大陆地震大形势分析判断具有一定意义和参考价值。
2 强震活动整体特征 2.1 强震活动分布根据地震目录统计,中国大陆地区1900年以来共发生M≥6.0地震475次,其中M≥7.0地震72次,M≥8.0强震8次,最大地震8.6级。整体上看,中国大陆东、西部的地震活动存在显著差异,西部地区地震活动明显强于东部,强震主要发生在青藏高原地震区,其次是新疆地震区,共发生M≥7.0强震64次,M≥8.0强震8次,最大地震为1950年8月15日西藏察隅—墨脱M 8.6地震;同期东部地区强震主要分布在华北地震区和华南地震区东南沿海地震带上,共发生M≥7.0强震8次,最大地震为1976年7月28日唐山M 7.8地震。
2.2 M≥7.0强震活动特征(1) 空间分布。中国大陆地区1900年以来M≥7.0强震活动空间分布见图 1。由图 1可见,1955年前后,M≥7.0强震活动在空间展布上有所差异,体现在:① 1900 —1955年,强震活动主体区域在中国西部青藏高原地震区的羌塘地块、祁连山地块、巴颜喀拉地块东南端以及新疆地震区阿尔泰、南北天山、西昆仑与南天山交汇区;② 1956 —2015年,强震活动主体区域在青藏高原地震区的巴颜喀拉地块区及边界、川滇地区和新疆地震区阿尔泰、西昆仑与南天山交汇区以及华北地震区。其中,华北地震区强震活动集中发生在1966年邢台M 7.2地震至1976年唐山M 7.1余震时段。
(2) 时序特征。中国大陆地震活动存在某种周期性,某时期相对活跃,某时期又相对平静,难以科学、准确地判断一个地震活跃期的起止、时间长短和强弱。图 2为中国大陆1900年以来M≥7.0浅源地震活动进程,明显可见,至21世纪初中国大陆经历7个强震活跃时段,出现6个相对平静期,平静时间最长9年,最短4.3年。2008年3月21日新疆于田M 7.3地震打破自2003年10月1日俄、蒙、中交界M 7.3地震后的平静,其后发生2008年四川汶川M 8.0、2010年青海玉树M 7.3、2013年四川芦山M 7.0、2014年新疆于田M 7.3地震,截止2015年12月,中国大陆M≥7.0地震活动平静1.7年。
青藏高原地震区1900年以来发生6.0 — 6.9级地震301次,年均2.6次;7.0 — 7.9级地震46次,平均2.5年发生1次;M≥8.0地震6次,约19.2年发生1次。M≥7.0地震活动在时间进程上大致以1955年为界分为2个不同时段,在空间上存在震中迁移特征,其中:1955年以前强震活动主体区域为祁连山、川滇、巴颜喀拉块体东南端、羌塘、西昆仑地块及边界地区;1956以来强震活动主要发生在巴颜喀拉地块区及边界、川滇地区;当前的21世纪,M≥7.0地震大多发生在巴颜喀拉地块及边界。青藏高原地震区M≥7.0地震活动1900 — 1955年经历1次大的能量积累和释放过程(1947 — 1955年发生10次M≥7.0地震,最大地震为1950年8月15日西藏察隅—墨脱M 8.6地震。)1924年前后有1次小的能量释放(发生M≥7.0地震5次,最大为1920年12月16日宁夏海原M 8.5地震),但释放不彻底;1956年以来开始第2次大的能量积累过程,其中1975年、1976年前后(发生8次M≥7.0地震,最大地震为1970年1月5日云南通海M 7.8地震)及21世纪(发生6次M≥7.0地震,最大地震为2001年11月14日昆仑山口西M 8.1地震)以来有过几次能量释放,应变能总体处于缓慢积累过程且处在较高值状态(图 3)。
新疆地震区自1900年以来共发生6.0— 6.9级地震70次,平均1.6年发生1次大震;7.0 — 7.9级地震12次,平均9.5年发生1次大震;M≥8.0地震2次,约57.5年发生1次强震,最大地震为1902年阿图什
新疆地震区1900年以来的强震活动可划分4个活跃时段,分别为:第1活跃时段在1902 — 1914年,活动区主要在南、北天山地区;第2活跃时段在1926 — 1931年,活动区主要在阿尔泰地区;第3活跃时段在1944 — 1955年,活动区主要在天山及西昆仑地区;第4活跃时段在1974—1997年,活动区主要在西昆仑及与南天山的接触地带、阿尔泰地区;2003年9、10月在阿尔泰的俄、中、蒙交界发生M 7.9、M 7.3地震显示出新的活跃。根据新疆地震区不同区域1900年以来M≥6.5地震活动频次统计(表 1),认为南天山—西昆仑交汇区、阿尔泰地区发生强震的概率相对于南、北天山更高,危险性更大。
新疆地震区M≥6.0地震资料完整记录始于1900年(黄玮琼等,1994),考虑到1812年新疆尼克勒东M 8.0和1902年新疆阿图什北M
(1) 地震平静时段。±据地震资料的完整性,认为中国大陆东部地区(取中国大陆106° E以东及近海地震,不包括东北深震和中国台湾地区地震)自1300年以来M≥6.0经历了两个活动期。第1活动期的活跃期1477—1695年,历时218年,其间共发生M 6.0—6.9地震32次,M 7.0 — 7.9地震11次,M≥8.0地震3次,最大地震为1668年7月山东郯城M 8.5地震;第2活动期的活跃期1815年至今(截止统计时间)已200年,其间共发生M 6.0 — 6.9地震63次,M 7.0 — 7.9地震10次,最大地震为1976年7月河北唐山M 7.8地震。1800年以来M≥6.0地震成丛活动出现8个相对平静时段,前7个时段平静时间最短9.3年,最长14.9年。自1998年1月10日张北M 6.2地震以来,大陆东部地区处于M≥6.0地震平静时段,平静时间已达17.8年。中国大陆东部地区在过去约600年大致经历2个强震活动轮回,每个轮回近300年。1977年以后,该区虽然发生67次M 5.0 — 5.9地震和11次M≥6.0地震,但从整体应变能量积累释放曲线形态看,目前可能处于第2轮回后剩余释放阶段或已进入第3个轮回的应变积累阶段,发生强震的可能性较小(图 5)。
(2) 地震活跃时段。中国大陆东部地区1800年以来M≥6.0地震活动出现6个相对活跃时段,除第1、第2活跃时段始发地震发生在华北南部和黄海外,其余4个活跃时段始发震均发生在华南地区,占67%,具体统计结果见表 2。沿纬度分布方向,统计1800年以来中国大陆东部地区发生的M≥6.0地震,见图 6,可见78%的地震发生在30°—43° N。因此认为,如果大陆东部地区强震活动进入新的活跃时段,华北地震区仍可能是M≥6.0地震活动的主体区域。
中国大陆地处欧亚地震带与太平洋地震带之间,西南部受印度板块挤压,形成独特的强震分布格局。本文对中国大陆不同区域强震活动特征进行统计,分析认为:青藏高原地震区是中国大陆强震活动主体区域,在目前空间格局不发生改变的情况下,巴颜喀拉地块及边界区、川滇地区是强震活动主要场所的可能性较大;其次是新疆地震区,其强震主体区域±次为南天山与西昆仑交汇区、阿尔泰地区、南北天山地区;中国大陆东部目前可能处于第2轮回后剩余释放阶段或已进入第3个轮回的应变积累阶段,总体应变积累相对较低,发生强震的可能性较小,但若进入活跃期,华北地震区应是大陆东部M≥6地震活动的主体区域。研究中国大陆地震时空分布特征,掌握发震规律,有利于地震预测预报的探索与研究,可为科学防灾减灾救灾提供重要的技术支持。
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